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对PVC泡沫边料综合利用的进一步探讨

日期:2015年2月1日 15:12

 

    胶粉/PVC共混材料的研究陶国良郑天明崔宏俊(江苏石油化工学院,常州016)研究了胶粉/ PVC二元体系、胶粉/ PVC/CPE三元体系共混材料的力学性能。实验结果表明:三元体系的综合性能优于二元体系胶粉粒径和胶粉含量对共混材料的力学性能有较大的影响,胶粉粒径在80~100目为好,胶粉含量在5~10份为佳胶粉与CPE同时添加到PVC基体时,能明显改善共混材料的冲击性能,而且两者起着协同效应。

 

  我国胶粉应用尚在初级阶段,大多用在普通橡胶制品中,目的主要是降低成本。九五期间有报道精细胶粉填充改性子午线轮胎和防水材料等制品,不但使制品的生产成本降低,而且使制品的性能提高,使胶粉的应用领域拓宽。胶粉填充改性塑料材料及其应用方面的研究报道甚少,笔者选用轮胎胶粉填充改性聚氯乙烯树脂,对改性材料的工艺性和力学性能进行了研究1实验部分1.1主要原材料聚氯乙烯(PVC SG4):天津大沽化工厂轮胎胶粉:江阴超细胶粉厂CPE(氯化聚乙烯):太仓化工厂DOP、稳定剂、硬脂酸:均为市售。

 

  1.2基本配方原料名称配方中含量/份原料名称配方中含量/份硬脂酸三盐基硫酸铅表面处理剂二盐基亚磷酸铅胶粉变量参数1 .3实验工艺路线胶粉干燥※原料配合※双辊混炼※压制片材※片材时效※制取试样※性能测试1.4仪器设备双辊筒炼塑机:SK 160B,上海橡胶机械厂25t平板硫化机:XQLB 350×350 ,上海橡胶机械厂拉力试验机:XL 50A ,广州实验仪器厂万能制样机:承德试验机厂冲击试验机:承德试验机厂干燥箱:上海实验仪器厂。

 

  1.5测试标准行。   

    2结果与讨论2.1试验工艺条件对改性材料性能的影响试验工艺条件主要指胶粉干燥温度和时间,配合料炼塑时的辊筒温度和炼塑时间,压制片材时的压制温度、时间和压力。

 

  本试验胶粉干燥温度为80±2℃,干燥时间为4h 压制温度为180℃,压制预热时间2min ,压制时间5min ,压制表压力为10M Pa.开炼机辊筒温度的高低直接影响到PVC配合料的塑化质量和胶粉在树脂中的混合、分散性,温度过低,材料塑化不好,温度太高,PVC会分解,降低材料性能。考虑到PVC树脂的加工温度范围,设定辊筒温度分别为150℃、160℃和170℃,炼塑时间为10min ,其改性材料的性能如图1、提高,有利于填充改性材料塑化质量提高,胶粉容易分散,不管胶粉粒径的大小,填充改性材料的冲击强度和拉伸强度均有一定程度的提高。因此以下各组配方的开炼机辊筒温度均为170℃左右。

 

  a胶粉粒径40目b胶粉粒径60目塑料工业江苏省科委资助项目(项目编号:GB98009 3)利,主持部、省级科研项目和省九五重大科技攻关项目6项,出版著作1部,发表论文27篇。   a胶粉粒径40目b胶粉粒径60目2.2胶粉粒径对填充改性PVC材料力学性能的影响胶粉粒径对填充改性体系的微观结构、材料受外力时材料应力传递有很大的影响,胶粉粒径与材料力学性能的关系如图3和图4所示。在图3中,胶粉粒径小于40目时,胶粉对改性材料的冲击强度不但没有改善,而且稍有下降,当胶粉粒径在60目时,胶粉对基体的冲击强度方有一点贡献,胶粉粒径为80目和100目时,胶粉能明显提高基体抗冲击性能。

 

  a胶粉含量为20份, CPE含量5份b胶粉含量为10份, CPE含量7份a胶粉含量为20份, CPE含量5份b胶粉含量为10份, CPE含量7份2.3胶粉含量对填充改性PVC材料力学性能的影响实验时,固定PVC体系基本配方,改变胶粉的含量,其实验结果如图5~6所示。从图5可知,胶粉的添加量有一个最佳值,对于PVC基体,胶粉添加量在10份以下,改性材料的冲击强度随胶粉含量的增加而提高,超过10分时,则反之。胶粉粒径越小,则改性材料抗冲击性能提高幅度越大。

 

  由图6看出,胶粉填充改性材料的拉伸强度随胶粉含量的增加而降低。这主要是胶粉本身的拉伸强度低,传递拉伸应力主要依靠基体材料,因此胶粉含量增加,基体材料含量则相对减少,则抗拉能力下降,在宏观上体现出共混材料拉伸强度的下降。

 

  a60目胶粉,基材为PVC b100目胶粉,基材为PVC 2.4 CPE对胶粉/PVC体系共混材料力学性能的影响在胶粉/PVC体系添加CPE为第三组分,实验结果如图3~7所示。当胶粉粒径相同、胶粉含量相同时,胶粉/PVC/CPE三元体系共混材料的悬臂梁冲击强度比胶粉/PVC二元体系的高(图5中曲线c的值均高于曲线a相对应的值),且材料拉伸强度变化比二元体系要平缓(参见图6)。当胶粉粒径、胶粉含量为定量时,三元共混物的冲击性能随CPE含量的增加而有明显的提高,提高幅度近4倍(参见图7),而材料拉伸强度则随CPE含量的增加呈下降趋势(图7所示),添加15份CPE时,材料的拉伸强度下降不到40 .

 

  由此可见,胶粉与CPE同时添加到PVC基体中,能大大改善材料的冲击性能,两者起到协同作用。选用适合的含量可以使材料的拉伸强度下降较少,提高材料的综合性能。

 

  3结论陶国良郑天明等:胶粉/ PVC共混材料的研究(1)工艺条件对胶粉/PVC体系的性能有一定的影响,必须选用合适的配料炼塑温度和炼塑时间、压制温度和时间。

 

  (2)胶粉粒径对胶粉/PVC体系的力学性能有较大的影响,胶粉粒径在40目以下,填充胶粉不能改善共混材料的力学性能胶粉粒径在60目以上时,胶粉对材料体系有增韧作用, 80~100目的胶粉对PVC材料有良好的增韧效果。

 

  (3)胶粉含量在胶粉/PVC体系中有最佳范围,胶粉含量在5~10份时,能提高改性材料的综合性能,填充过多胶粉会导致材料性能下降。

 

  (4)胶粉/PVC/CPE三元体系的力学性能优于胶粉/PVC二元体系,胶粉与CPE对PVC材料的增韧具有协同效应。

 

  1吴培熙,张留城编。聚合物共混改性。北京:中国轻工出版2万启春,王洛礼,钱保功。塑料, 1991 , 20(3):8 3杨文君,吴其晔,周丽玲。现代塑料加工应用, 1993, 5(4):4黄发荣,陈涛,沈学宁编著。高分子材料的循环利用。北京:化学工业出版社, 2000 , 340欢迎订阅欢迎刊登广告塑料工业.

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